دیتاشیت قطعه LED - بازنگری 3 - اطلاعات چرخه عمر - سند فنی انگلیسی

1. مرور کلی محصول

این دیتاشیت فنی اطلاعات جامعی را برای یک قطعه LED (دیود نورافشان) خاص ارائه می‌دهد. این سند در حال حاضر در سومین بازنگری خود قرار دارد که نشان‌دهنده مشخصات محصولی بالغ و پایدار است. فاز چرخه عمر به عنوان "بازنگری" تعیین شده است که معمولاً به این معنی است که محصول در مرحله تولید فعال با پارامترهای ثابت قرار دارد و هرگونه تغییر از طریق کنترل رسمی بازنگری مدیریت می‌شود. تاریخ انتشار این بازنگری 5 دسامبر 2014 ثبت شده و دوره انقضا به عنوان "برای همیشه" علامت‌گذاری شده است که نشان می‌دهد این نسخه از دیتاشیت تا زمانی که توسط بازنگری جدیدتری جایگزین نشود، به طور نامحدود معتبر باقی می‌ماند. این قطعه برای قابلیت اطمینان و استفاده بلندمدت در کاربردهای الکترونیکی متنوع طراحی شده است.

1.1 مزایای اصلی

مزایای اصلی این قطعه، همانطور که از وضعیت بازنگری پایدار آن استنباط می‌شود، شامل قابلیت اطمینان اثبات‌شده، پارامترهای عملکردی یکنواخت و فرآیندهای تولید تثبیت‌شده است. یک محصول در فاز "بازنگری" با دوره اعتبار "برای همیشه" نشان‌دهنده سطح بالایی از بلوغ طراحی است که خطر تغییرات عملکردی پیش‌بینی‌نشده را کاهش می‌دهد. این امر آن را به انتخابی عالی برای کاربردهایی که نیازمند ثبات زنجیره تأمین بلندمدت و رفتار قابل پیش‌بینی هستند، تبدیل می‌کند.

1.2 بازار هدف

این قطعه LED برای طیف گسترده‌ای از کاربردها در الکترونیک مصرفی، کنترل‌های صنعتی، روشنایی داخلی خودرو، تابلوها و روشنایی عمومی مناسب است. وضعیت چرخه عمر بالغ آن، آن را به ویژه برای محصولاتی با چرخه توسعه طولانی یا محصولاتی که نیازمند قطعاتی با قابلیت دسترسی بلندمدت تضمین‌شده هستند، جذاب می‌سازد.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

در حالی که بخش ارائه‌شده بر روی فراداده‌های سند متمرکز است، یک دیتاشیت کامل برای یک قطعه LED حاوی پارامترهای فنی دقیق خواهد بود. بخش‌های زیر پارامترهای متداولی را که به طور عمیق تحلیل می‌شوند، تشریح می‌کنند.

2.1 ویژگی‌های نورسنجی و رنگی

تحلیل دقیق خروجی نور LED حیاتی است. این شاملشار نوری، اندازه‌گیری شده بر حسب لومن (lm)، که نشان‌دهنده کل توان نور منتشرشده درک‌شده است، می‌شود.شدت نور، اندازه‌گیری شده بر حسب میلی‌کاندلا (mcd) در زاویه دید مشخص، روشنایی را در یک جهت خاص تعریف می‌کند.طول موج غالبیادمای رنگ مرتبط (CCT)برای LEDهای سفید، رنگ نور منتشرشده را مشخص می‌کند.شاخص نمود رنگ (CRI)، به ویژه برای LEDهای سفید، نشان می‌دهد که منبع نور تا چه حد دقیق رنگ‌های واقعی اجسام را در مقایسه با یک منبع نور طبیعی آشکار می‌کند. CRI بالا (مثلاً >80) برای کاربردهایی مانند روشنایی فروشگاه‌ها یا گالری‌های هنری ضروری است.

2.2 پارامترهای الکتریکی

ویژگی‌های الکتریکی شرایط عملیاتی را تعریف می‌کنند.ولتاژ مستقیم (Vf)افت ولتاژ دو سر LED هنگامی است که در جریان مستقیم مشخصی نور منتشر می‌کند. این پارامتر وابسته به دما است.جریان مستقیم (If)جریان عملیاتی توصیه‌شده است که معمولاً به عنوان یک مقدار DC پیوسته ارائه می‌شود. تجاوز از حداکثر جریان مستقیم مجاز می‌تواند به شدت عمر LED را کاهش دهد.ولتاژ معکوس (Vr)حداکثر ولتاژی است که LED می‌تواند در جهت بایاس غیرهادی تحمل کند؛ تجاوز از این مقدار می‌تواند باعث آسیب فوری و غیرقابل برگشت شود.

2.3 ویژگی‌های حرارتی

عملکرد و طول عمر LED به شدت تحت تأثیر دما قرار دارد.دمای اتصال (Tj)دمای خود تراشه نیمه‌هادی است. حفظ Tj زیر حداکثر مقدار مجاز آن برای قابلیت اطمینان حیاتی است.مقاومت حرارتی (Rth_j-a)، اندازه‌گیری شده بر حسب درجه سانتی‌گراد بر وات (°C/W)، نشان می‌دهد که حرارت تا چه حد مؤثر از اتصال LED به محیط اطراف منتقل می‌شود. مقاومت حرارتی پایین‌تر به معنای دفع حرارت بهتر است که برای حفظ خروجی نور و طول عمر، به ویژه در کاربردهای پرتوان، حیاتی است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

تولید LED به طور طبیعی تغییرات جزئی ایجاد می‌کند. دسته‌بندی فرآیند مرتب‌سازی LEDها در گروه‌هایی (بین) بر اساس پارامترهای کلیدی برای اطمینان از یکنواختی درون یک دسته تولید است.

3.1 دسته‌بندی طول موج / دمای رنگ

LEDها بر اساس طول موج غالب (برای LEDهای رنگی) یا دمای رنگ مرتبط (برای LEDهای سفید) دسته‌بندی می‌شوند. این امر اطمینان می‌دهد که LEDهای استفاده‌شده در یک مجموعه یکسان، مانند یک پنل نور یا نمایشگر، خروجی رنگی تقریباً یکسانی دارند و از تغییر رنگ قابل مشاهده یا نوردهی ناهموار جلوگیری می‌کند.

3.2 دسته‌بندی شار نوری

LEDها بر اساس خروجی نور (لومن) در جریان آزمایش استاندارد مرتب می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد تا دسته‌هایی را انتخاب کنند که نیازهای روشنایی خاص کاربردشان را برآورده می‌کنند و درخشندگی یکنواختی را در چندین واحد یا دسته تضمین می‌کنند.

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

مرتب‌سازی بر اساس ولتاژ مستقیم (Vf) به طراحی مدارهای درایور کارآمد کمک می‌کند. استفاده از LEDها از دسته‌های Vf یکسان یا مشابه، توزیع جریان یکنواخت‌تری را هنگامی که چندین LED به صورت سری متصل می‌شوند، تضمین می‌کند و کارایی و قابلیت اطمینان کلی سیستم را بهبود می‌بخشد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

داده‌های گرافیکی بینش عمیق‌تری در مورد رفتار LED تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند.

4.1 منحنی جریان بر حسب ولتاژ (I-V)

منحنی I-V رابطه بین جریان مستقیم و ولتاژ مستقیم را نشان می‌دهد. این منحنی غیرخطی است و یک ولتاژ مشخصه "زانو" را نشان می‌دهد که زیر آن جریان بسیار کمی جریان می‌یابد. این منحنی برای طراحی مدار محدودکننده جریان (مانند یک مقاومت یا درایور جریان ثابت) برای اطمینان از عملکرد پایدار ضروری است.

4.2 وابستگی دمایی

نمودارهایی که شار نوری یا ولتاژ مستقیم را به عنوان تابعی از دمای اتصال نشان می‌دهند، حیاتی هستند. شار نوری معمولاً با افزایش دما کاهش می‌یابد. ولتاژ مستقیم نیز برای اکثر LEDها با افزایش دما کاهش می‌یابد. درک این روابط کلید طراحی مدیریت حرارتی است.

4.3 توزیع طیفی توان

برای LEDهای سفید، این نمودار شدت نور منتشرشده در هر طول موج را نشان می‌دهد. این نمودار قله‌های LED پمپ آبی و انتشار گسترده‌تر فسفر را آشکار می‌کند و به درک کیفیت رنگ و CRI منبع نور کمک می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

ابعاد فیزیکی و ساختار بسته‌بندی LED برای طراحی و مونتاژ PCB (برد مدار چاپی) حیاتی است.

5.1 نقشه ابعادی

یک نقشه مکانیکی دقیق ابعاد دقیق از جمله طول، عرض، ارتفاع و هرگونه تلرانس بحرانی را ارائه می‌دهد. این نقشه اطمینان می‌دهد که قطعه به درستی در فضای تعیین‌شده روی PCB و درون محفظه محصول نهایی جای می‌گیرد.

5.2 طراحی چیدمان پد

الگوی زمین PCB توصیه‌شده (فوت‌پرینت) ارائه شده است که اندازه، شکل و فاصله پدهای مسی که LED به آن‌ها لحیم می‌شود را نشان می‌دهد. پیروی از این طراحی برای دستیابی به اتصال لحیم قابل اعتماد و تراز مناسب بسیار مهم است.

5.3 شناسایی قطبیت

نشانه‌های واضح ترمینال‌های آند (+) و کاتد (-) را نشان می‌دهند. این اغلب از طریق یک نمودار با یک بریدگی، یک نقطه، یک پایه بلندتر یا یک پد با شکل متفاوت نشان داده می‌شود. قطبیت صحیح برای عملکرد LED ضروری است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

کار و مونتاژ صحیح برای جلوگیری از آسیب بسیار مهم است.

6.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلو

یک پروفیل دمایی توصیه‌شده برای لحیم‌کاری رفلو ارائه شده است که شامل پیش‌گرم، خیساندن، رفلو (دمای اوج) و نرخ‌ها و مدت‌های خنک‌سازی است. رعایت این پروفیل از شوک حرارتی که می‌تواند بسته LED را ترک دهد یا تراشه داخلی را آسیب برساند، جلوگیری می‌کند.

6.2 احتیاط‌ها و نحوه کار

دستورالعمل‌ها شامل هشدارهایی در مورد اعمال تنش مکانیکی، اهمیت استفاده از محافظ ESD (تخلیه الکترواستاتیک) در حین کار و جلوگیری از آلودگی لنز LED است. روش‌های تمیز کردن سازگار با مواد بسته‌بندی نیز مشخص شده‌اند.

6.3 شرایط نگهداری

محدوده‌های دمایی و رطوبت توصیه‌شده برای نگهداری ارائه شده است تا از تخریب مواد LED (مانند لنز اپوکسی یا اتصالات داخلی) قبل از استفاده جلوگیری شود. اطلاعات سطح حساسیت به رطوبت (MSL) نیز ممکن است گنجانده شود که الزامات پخت را در صورت قرار گرفتن بسته‌بندی در معرض رطوبت دیکته می‌کند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

این بخش جزئیات نحوه عرضه محصول و نحوه مشخص‌کردن آن هنگام سفارش را شرح می‌دهد.

7.1 مشخصات بسته‌بندی

فرمت بسته‌بندی، مانند نوار و قرقره، لوله یا سینی را توصیف می‌کند. این شامل جزئیاتی مانند ابعاد قرقره، فاصله جیب‌ها و جهت‌گیری قطعات روی نوار است که برای راه‌اندازی تجهیزات مونتاژ خودکار ضروری هستند.

7.2 اطلاعات برچسب‌گذاری

اطلاعات چاپ‌شده روی برچسب‌های بسته‌بندی را توضیح می‌دهد که معمولاً شامل شماره قطعه، مقدار، کد دسته/بچ، کد تاریخ و اطلاعات دسته‌بندی است.

7.3 سیستم شماره قطعه

ساختار شماره قطعه را رمزگشایی می‌کند و نشان می‌دهد که چگونه ارقام یا حروف مختلف درون شماره قطعه کامل با ویژگی‌های خاصی مانند رنگ، دسته شار نوری، دسته ولتاژ، نوع بسته‌بندی و ویژگی‌های ویژه مطابقت دارند.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 مدارهای کاربردی متداول

نمونه‌های شماتیک برای راه‌اندازی LED ارائه می‌دهد، مانند استفاده از یک مقاومت سری ساده برای کاربردهای کم‌جریان یا یک درایور جریان ثابت برای عملکرد و پایداری بالاتر. همچنین ممکن است پیکربندی‌هایی برای آرایه‌های سری/موازی را نشان دهد.

8.2 ملاحظات طراحی

توصیه کلیدی طراحی شامل محاسبه مقاومت محدودکننده جریان مناسب، اطمینان از هیت‌سینک کافی (به ویژه برای LEDهای پرتوان)، در نظر گرفتن طراحی نوری برای الگوی پرتو مورد نظر و محافظت در برابر نوسانات ولتاژ یا اتصال قطبیت معکوس است.

9. مقایسه فنی

در حالی که نام رقبای خاص حذف شده است، این بخش پارامترهای کلیدی این LED - مانند بازده نوری (لومن بر وات)، شاخص نمود رنگ (CRI)، مقاومت حرارتی و اندازه بسته‌بندی - را به صورت عینی با محصولات متداول صنعت یا نسل‌های قبلی مقایسه می‌کند. وضعیت پایدار "بازنگری 3" خود یک مزیت نسبی است که نشان‌دهنده محصولی پالایش‌شده و قابل اعتماد است.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

بر اساس پرسش‌های فنی متداول در مورد دیتاشیت‌های LED.

س: "LifecyclePhase: Revision" به چه معناست؟
ج: نشان می‌دهد که محصول در مرحله بالغ چرخه عمر خود قرار دارد. طراحی پایدار و در مرحله تولید فعال است. تغییرات از طریق به‌روزرسانی‌های رسمی بازنگری در مستندات مدیریت می‌شوند تا قابلیت ردیابی تضمین شود.

س: چرا "Expired Period: Forever" است؟
ج: این به این معنی است که این بازنگری خاص از دیتاشیت تاریخ انقضای از پیش تعیین‌شده‌ای ندارد. اطلاعات موجود در آن تا زمانی که به صراحت توسط نسخه جدیدتری از سند جایگزین نشود، مشخصات رسمی آن بازنگری محصول باقی می‌ماند.

س: چگونه عدم وجود اعداد فنی خاص در بخش ارائه‌شده را تفسیر کنم؟
ج: متن ارائه‌شده فراداده‌ای از سربرگ سند است. یک دیتاشیت کامل بخش‌های جداگانه و دقیقی برای مشخصات نوری، الکتریکی و مکانیکی خواهد داشت. همیشه برای پارامترهای حیاتی طراحی به سند کامل مراجعه کنید.

11. مورد کاربردی عملی

سناریو: طراحی واحد نور پس‌زمینه برای یک نمایشگر صنعتی
یک طراح به نور پس‌زمینه یکنواخت و قابل اعتماد برای یک نمایشگر 7 اینچی استفاده‌شده در محیط کارخانه نیاز دارد. او این LED را بر اساس وضعیت بازنگری بالغ آن انتخاب می‌کند تا دسترسی بلندمدت برای تعمیرات آینده را تضمین کند. او از اطلاعات دسته‌بندی شار نوری استفاده می‌کند تا LEDها را از یک دسته تنگ و واحد تهیه کند و روشنایی یکنواخت در سراسر پنل را تضمین نماید. داده‌های مقاومت حرارتی برای طراحی یک پخش‌کننده حرارتی آلومینیومی استفاده می‌شود تا دمای اتصال پایین نگه داشته شود، خروجی نور ثابت حفظ شود و طول عمر در یک محیط بالقوه گرم به حداکثر برسد. نقشه مکانیکی اطمینان می‌دهد که LEDها دقیقاً در مجموعه صفحه راهنمای نور جای می‌گیرند.

12. اصل عملکرد

یک LED یک دیود نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در دو سر آن اعمال می‌شود (آند نسبت به کاتد مثبت)، الکترون‌های مواد نیمه‌هادی نوع n با حفره‌های مواد نوع p در محل اتصال بین آن‌ها بازترکیب می‌شوند. این بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. طول موج خاص (رنگ) نور منتشرشده توسط گاف انرژی مواد نیمه‌هادی استفاده‌شده تعیین می‌شود (مانند نیترید گالیم برای آبی، آرسنید فسفید گالیم برای قرمز). LEDهای سفید معمولاً با پوشاندن تراشه LED آبی با یک فسفر زرد ایجاد می‌شوند؛ بخشی از نور آبی به زرد تبدیل می‌شود و مخلوط نور آبی و زرد به عنوان سفید درک می‌شود.

13. روندهای فناوری

صنعت LED همچنان در حال تکامل است. روندهای کلیدی شامل افزایشبازده نوری(لومن بیشتر بر وات)، که منجر به کارایی انرژی بیشتر می‌شود، است. تمرکز قوی بر بهبودکیفیت رنگوجود دارد، به طوری که LEDهای با CRI بالا در حال استاندارد شدن هستند.مینیاتوری‌سازیادامه دارد و امکان تراکم پیکسل بالاتر در نمایشگرهای دید مستقیم را فراهم می‌کند. توسعهLEDهای UV-Cبرای ضدعفونی ومیکرو LEDهابرای نمایشگرهای نسل بعدی مرزهای فناوری قابل توجهی را نشان می‌دهند. علاوه بر این، یکپارچه‌سازی الکترونیک کنترل مستقیماً با بسته LED ("LEDهای هوشمند") طراحی سیستم را برای کاربردهای روشنایی قابل تنظیم رنگ و متصل ساده‌تر می‌کند.